纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法技术

本发明专利技术公开了一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法，该环氧树脂组合物含有A组分和B组分，A组分含有双酚A型环氧树脂127、三缩水甘油基对氨基苯酚JD‑939与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV‑1001、可降解脂肪胺固化剂ACV‑1007、可降解酰肼胺固化剂ACP‑6002、可降解芳香胺固化剂ACP‑2001与促进剂苯酚。该环氧树脂组合物能够在110‑120℃快速固化，在110‑120℃粘度超低，能够快速浸润增强纤维，适合高压灌注（HP‑RTM）和湿法模压（WCM）快速成型工艺，能够将环氧复合材料汽车零部件成型周期缩短到5‑10min。

Epoxy resin composition for fiber reinforced automotive parts, rapid prototyping, process for producing the same, and method of recovery

The invention discloses a fiber reinforced epoxy resin composition, auto parts rapid prototyping with preparation method and recovery method, the epoxy resin composition containing A and B components, A components containing bisphenol A type epoxy resin 127 and three glycidyl paraaminophenol JD 939 and three functional glycidyl ether diluent B component containing XY636; biodegradable aliphatic amine curing agent 1001, ACV biodegradable aliphatic amine curing agent 1007, ACV degradable hydrazide amine curing agent ACP 6002, biodegradable aromatic amine curing agent and accelerant ACP 2001 phenol. The epoxy resin composition in 110 to 120 DEG C fast curing, in 110 120 C ultra low viscosity, fast infiltration of reinforcing fiber, suitable for high pressure perfusion (HP RTM) and wet molding (WCM) rapid prototyping process, can be epoxy composite auto parts molding cycle is shortened to 5 10min.

【技术实现步骤摘要】
纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法
本专利技术涉及环氧树脂材料，具体地，涉及纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法。
技术介绍
近年来，随着汽车数量量的急剧增加，能源和环保问题日趋严峻，如何减少汽车燃油消耗量，实现汽车的动力性、经济性、环保性和舒适性，已成为世界性的课题。研究表明，汽车每减重100kg，可降低百公里油耗0.3-0.6L和减少CO2排放量5g/km，因此在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，可提高汽车的燃油效能，减少燃料消耗，降低排气污染，是实现节能减排的有效手段之一。另外国内外都在大力推广和发展新能源汽车，特别是电动汽车，与传统燃油汽车相比，电动汽车的轻量化更为重要。电池能量密度的提高十分困难，需要大量资源的投入，且很难达到汽油的能量密度水平，这就要求减轻电动汽车重量，以增加续航能力，提升能量利用率。因此实现汽车的轻量化设计，对汽车工业的可持续发展具有重要的意义。目前，可用于汽车轻量化设计应用的材料主要有高强度钢、轻质合金和复合材料。其中，以玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等增强体的树脂基复合材料具有低密度、高比强度、高比模量、耐疲劳、耐腐蚀、整体成型及可设计性强等诸多优良的特性，综合性能超过铝合金及高强度钢，是理想的汽车用轻量化材料。对于纤维增强树脂基复合材料，基体树脂是其中不可或缺的重要组成之一，它将增强材料结合到一起，可有效分布载荷和保护纤维，对材料的整体性能起着决定性作用，其中环氧树脂基复合材料具有高强度、低VOC、体积收缩率小、能量吸收强、减震降噪、高冲击性、耐疲劳性和耐化学性等一系列优良的特性，故其在汽车对强度、刚性和耐冲击性等要求均高的主承载车身结构件上的应用必将发挥重要的角色。然而，环氧树脂基复合材料的传统成型周期较长（数小时），远不能满足汽车生产线对高成型效率和低成本的要求。随着环氧基纤维复合材料在汽车轻量化设计部件的应用，所产生的热固性树脂复合材料废弃物与日俱增，一方面给周围环境带来巨带的压力，另一方面复合材料中使用的高性能增强纤维（如芳纶纤维和碳纤维）具有很高的回收利用价值。已报道的纤维复合材料回收工艺大致有三种：填埋法、焚化法和粉碎法。焚化法虽然可以回收部分能量，但是焚烧过程又需要消耗大量能源，而且从环境角度来看还是存在着问题。一种新型的回收碳纤维复合材料技术能使复合材料中的塑性基质通过特殊焚烧炉除去，残留的碳纤维可以回收再用，虽然这种方法向可持续性发展方向迈进了一步，但是其并不能代表能完全回收再用，这是因为塑性基质在回收过程中被销毁而无法回收再利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法，该纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物能够在110-120℃快速固化，在110-120℃粘度超低，树脂能够快速浸润增强纤维，适合高压灌注（HP-RTM）和湿法模压（WCM）快速成型工艺，能够将环氧复合材料汽车零部件成型周期缩短到5-10min。同时该环氧组合物与增强纤维结合性好，制得的纤维增强复合材料具有优异的力学性能。另外，该环氧组合物的制备方法具有工序简单、便于操作的优点。最后，通过该环氧树脂组合物的纤维增强复合材料能够在温和条件下得以高效的回收利用。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，该纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，A组分含有双酚A型环氧树脂127、三缩水甘油基对氨基苯酚JD-939与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂肪胺固化剂ACV-1007、可降解酰肼胺固化剂ACP-6002、可降解芳香胺固化剂ACP-2001与促进剂苯酚；其中，A组分与B组分的重量比为100：20-30；相对于80-95重量份的双酚A型环氧树脂127，JD-939的含量在15重量份以下，XY636的含量在5重量份以下；相对于1-10重量份的苯酚，ACV-1001的含量在60重量份以下，ACV-1007的含量在80重量份以下，ACP-6002的含量在60重量份以下，ACP-2001的含量在25重量份以下。本专利技术还提供了一种如上述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物的制备方法，其中，包括：1）将双酚A型环氧树脂127预热，接着加入三缩水甘油基对氨基苯酚JD-939、三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636且在真空条件下搅拌以制得A组分；2）将可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂肪胺固化剂ACV-1007、可降解酰肼胺固化剂ACP-6002、可降解芳香胺固化剂ACP-2001与促进剂苯酚搅拌以制得B组分；3）将A组分与B组分进行混合以制得纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物；其中，A组分与B组分的重量比为100：20-30；相对于80-95重量份的双酚A型环氧树脂127，JD-939的用量在15重量份以下，XY636的用量在5重量份以下；相对于1-10重量份的苯酚，ACV-1001的用量在50重量份以下，ACV-1007的用量在60重量份以下，ACP-6002的用量在80重量份以下，ACP-2001的用量在25重量份以下。本专利技术进一步提供了一种如上述的纤维增强复合材料的回收方法，其中，该回收方法为：将所述可降解环氧树脂组合物或者纤维增强复合材料在酸以及溶剂中进行降解反应；其中，降解反应至少满足回下条件：降解温度为15-400℃，降解时间为1-120h；优选地，降解反应至少满足回下条件：降解温度为80-120℃，降解时间为4-8h。本专利技术提供的纤维增强复合材料汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，A、B组分混合后的组合物：25℃初始粘度为1000-2000cps，80℃初始粘度<60cps，100-120℃高温条件下的超低粘度为20-40cps，利于树脂快速浸润玻璃纤维、尼龙纤维和碳纤维等增强纤维；A、B组分混合后的组合物热板法120±1℃凝胶时间为65-110sec，反应速度快，100-120℃条件可在5-10min内快速固化成型脱模，适合高压灌注工艺（HP-RTM）或湿法模压工艺（WCM）等纤维增强复合材料快速成型工艺。该环氧组合物采用快速成型工艺制备的纤维增强复合材料Tg为90-110℃，满足汽车零部件耐热性要求。上述技术方案中，本专利技术提供的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物通过其各组分的协同作用，使得其具有快速固化的特性以能够将固化成型周期缩短至10min内；接着本专利技术通过纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物与增强纤维的配伍使用使得制得的纤维增强复合材料具有优异的机械性能，如Tg、拉伸性能、弯曲性能以及抗断裂性能，进而使得该纤维增强复合材料能够应用于汽车行业。同时，本专利技术提供的制备方法具有工序简单以及便于操作的特点。最后，该环氧树脂组合物及含有环氧树脂组合物的纤维增强复合材料能够在温和条件下得以高效的回收利用。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其特征在于，所述纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，所述A组分含有双酚A型环氧树脂127、三缩水甘油基对氨基苯酚JD‑939与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；所述B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV‑1001、可降解脂肪胺固化剂ACV‑1007、可降解酰肼胺固化剂ACP‑6002、可降解芳香胺固化剂ACP‑2001与促进剂苯酚；其中，所述A组分与B组分的重量比为100：20‑30；相对于80‑95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述JD‑939的含量在15重量份以下，所述XY636的含量在5重量份以下；相对于1‑10重量份的所述苯酚，所述ACV‑1001的含量在50重量份以下，所述ACV‑1007的含量在60重量份以下，所述ACP‑6002的含量在80重量份以下，所述ACP‑2001的含量在25重量份以下；优选地，相对于80‑95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述JD‑939的含量为2‑15重量份，所述XY636的含量为2‑5重量份；相对于1‑10重量份的所述苯酚，所述ACV‑1001的含量为20‑40重量份，所述ACV‑1007的含量为40‑60重量份，所述ACP‑6002的含量为40‑80重量份，所述ACP‑2001的含量为15‑25重量份。...

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其特征在于，所述纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，所述A组分含有双酚A型环氧树脂127、三缩水甘油基对氨基苯酚JD-939与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；所述B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂肪胺固化剂ACV-1007、可降解酰肼胺固化剂ACP-6002、可降解芳香胺固化剂ACP-2001与促进剂苯酚；其中，所述A组分与B组分的重量比为100：20-30；相对于80-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述JD-939的含量在15重量份以下，所述XY636的含量在5重量份以下；相对于1-10重量份的所述苯酚，所述ACV-1001的含量在50重量份以下，所述ACV-1007的含量在60重量份以下，所述ACP-6002的含量在80重量份以下，所述ACP-2001的含量在25重量份以下；优选地，相对于80-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述JD-939的含量为2-15重量份，所述XY636的含量为2-5重量份；相对于1-10重量份的所述苯酚，所述ACV-1001的含量为20-40重量份，所述ACV-1007的含量为40-60重量份，所述ACP-6002的含量为40-80重量份，所述ACP-2001的含量为15-25重量份。2.根据权利要求1所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，所述A组分满足以下条件：粘度为5000-8000cps，密度为1.1-1.2g/cm3，环氧值为160-200g/eq。3.根据权利要求1所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，所述B组分满足以下条件：粘度为50-100cps，密度为0.9-1.1g/cm3，活泼氢含量为35-50g/eq。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，所述A组分与B组分混合后至少满足以下性能：25℃初始粘度为1000-2000cps，80℃初始粘度<60cps，100-120℃条件下的超低粘度为20-40cps，热板法120±1℃凝胶时间为65-110sec。5.根据权利要求4所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，其中，在110-120℃下，所述环氧树脂组合物能够在5-10min内与增强纤维快速固化成型、脱模制得纤维增强复合材料。6.根据权利要求5所述的纤维增强复合材料汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，所述纤维增强复合材料的Tg为90-110℃。7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括：1）将所述双酚A型环氧树脂127预热，接着加入所述三缩水甘油基对氨基苯酚JD-939、三官能团缩水...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁波，白灵，高侠，李欣，覃兵，齐晓武，
申请(专利权)人：芜湖天道绿色新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34